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专业名词解读|功率、匹、扭矩的关系,重点解读空调的功率 匹

2023-10-31770



功率的单位是「瓦特」

这是用蒸汽机发明者詹姆斯瓦特的名字来命名的,其概念是每秒1焦耳(1J/s),可理解为每秒转换、使用或者消耗的能量值;发动机的功率是kw,也就是千瓦,1000w=1kw,这是用于衡量单位时间内输出动量总和的参考数值,这么解读比较容易理解汽车。

功率也用于电动汽车和电器设备上,比如电磁炉是1.8kw,微波炉是2.0kw,电动汽车最大功率为200kw,微型代步车最大功率30kw;这就要和电能去换算,电磁炉1.8kw运行时为每小时耗电1.8kwh(度),200kw的高性能电动汽车是在“马力全开”的时候,每小时可耗电200度。


什么是“马力全开”

简而言之就是让发动机输出最强的动力,此时也是能耗最高的状态,马力的概念是能够将75公斤的物体拉动到每秒运动一米的标准,可理解为75公斤力;这是公制马力的标准,英制马力略有差异但这个单位基本不用了,马力的单位为“Ps”,由于马的计量单位是匹,所以马力也就简称为匹。

对于汽车而言马力和功率是可以直接换算的,1Ps÷1.36≈0.735kw,1kw×1.36=1.36Ps,就这么换算吧。


空调的“匹”概念不同

空调也用马力单位但概念是HP(horsepower),计算的结果还要加上能效比,算出最终的制冷量才能算出一个不同概念的马力单位;1HP=0.735kw的电功率是不变的,但在空调行业里只是将1HP定义为“0.735kw对应的制冷量”,制冷量要综合能效比计算,标准一般在3.3左右。

那么按照0.33的标准计算,制冷量结果则应当是3.3×0.735=2.4255kw。

这里的W&Hp是“冷量”和“热量”的单位,不是电功率单位,空调标注的参数假设为“制冷量5000W、输入功率1800W”,用5000÷2500=2HP(匹),1HP=2500W冷量。只是耗电量究竟是多少呢?耗电量其实就是输入功率的1800W,也就是1.8kwh每小时。


功率和扭矩究竟是啥关系

空调的功率越大制冷或取暖的效果就会越好,对吧。

上面讲解空调的目的就是便于理解,输出功率越大效果就越好,对于发动机而言当然也是输出功率越大动力就越强。毫无疑问是功率决定了车辆性能的强弱,但决定功率高低的因素主要是扭矩,尤其是最大扭矩能在哪个转速范围内输出最为重要。

因为「扭矩×转速÷9549=功率」,功率和公制马力的换算关系不再赘述;量产车的发动机的转速极限都基本相同,前驱代步车的标准是6500转左右、接近7000转就会被ECU(行车电脑)主动断油进行保护;高性能四驱车的转速极限也基本都在7000转以内,那么公式里的转速和常数就都一样了,唯一可以有很大差异的就是扭矩。


扭矩的重要性

某台2.0L NA(自然吸气)发动机的最大扭矩参数为“200N·m/4000rpm”,这个数据的意思是发动机把转速拉升到4000转,此时每次做功都能输出200牛米的动量,是发动机动力最强的转速节点。

在≤3999rpm、≥4001rpm的转速范围内,扭矩都会减小,比如在2000转的时候只有150N·m,3000转有175N·m,4500转的时候从200N·m下降到185N·m,其扭矩是不停的随着转速升降而波动的。


某台2.0L Turbo(涡轮增压)发动机的最大扭矩参数为“400N·m/1500~4500rpm”,这个数据的意思是发动机在转速达到1500转的时候,每次做功都能爆发400牛米,在1500~4500转的每个转速节点上做功也都是400牛米,说白了就是在这个范围内的扭矩为维持最大值不变,那么动力比2.0L NA就会有很大的差异喽。


正常代步驾驶基本都在3000rpm左右,按照2500转为参考计算吧。

这就是相同转速的功率差异,扭矩大小直接决定了功率高低,功率高低等于马力大小。所以对于普通家用代步车而言,只要是汽油机,需要看的就是扭矩大小,扭矩足够大则功率不会低,即便为“大扭矩+偏低功率”的设定也是更适合代步车的。

因为车辆的限速在120km/h以内,在这个车速范围内想要体验到理想的加速感,大扭矩要比过高的功率更重要;而只要扭矩足够大油耗也会足够低,比如上面这台2.0T发动机如果想要实现与2.0L NA相当的功率,需要的转速连1500转都不到,其1500rpm×400N·m÷9549=62.83kw的功率!低转速即可实现高性能自然不需要再去拉升转速,耗油量当然会低一些。这也是选车要去看扭矩的原因。

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